构造地质学基础知识点

1、岩层：由两个平行或近于平行的界面所限制的，岩性基本一致的层状岩体。层理：沉积岩中最普遍的一种原生构造，是通过岩石的成分、 结构和颜色等特征在剖面上的突变或渐变所显现出开的一种成层构造。三种基本层理：水平层理、波状层理、斜层理。(还有过渡类与特殊类的层理，如斜波状层理。面向：指成层岩层顶面法线所指的方向，即成层岩系中岩层由老变新的方向。产状：出产地点的岩层面在三维空间的方向与状态。基本产状分为面状构造与线状构造。面状构造有层理、节理、断层等。线状构造包括所有呈线状习性的构造和各种平面的交线，如褶皱枢纽、轴迹 和线理等。面状构造的产状要素：走向、倾向、倾角。面状构造表示方式：(1)象限角表示法：走

2、向Z倾角，例如走向北东60° ,倾向150°、倾角40° ,写成N60° EZ SE4CT .(2 )方位角表示法：用倾向方位角Z倾角表示。如 330° Z 35° (NW30° Z 35° ),表示 倾向是(从正磁北顺时针测量的方位角)330° ,倾角为35° .线状构造的产状要素：倾伏向和倾伏角或用其所在平面的侧伏角和侧伏向来表示。水平岩层：同一层面上各点海拔基本都相同的岩层，也叫水平构造，水平岩层是未经构造运动的岩层，保留着原始状态。沉积岩形成时由于地形起伏而造成的倾斜状态叫原始倾斜。水平

3、岩层的出露特征：(1) 在地质地形图上，水平岩层的地质界线与地形等高线平行或重合，水平岩层的出露和 分布状态完全受地形控制。(2) 水平岩层的成岩顺序为上新下老。(3) 水平岩层的厚度就是该岩层顶、底面的标高差。(4) 水平岩层在地质图上的露头宽度取决与地面坡度与岩层厚度。倾斜岩层：由于地壳运动，原始水平的岩层发生构造变动，形成的岩层。倾斜岩层的出露特征：(1) 当地形和岩层产状不变时，露头宽度取决于岩层厚度。厚宽薄窄(2) 当地形和厚度不变时，露头宽度取决与岩层倾角。角小出露大，角大出露小。直立 岩层露头宽度最小，近于或等于岩层的真厚度时受地形的影响。(3) 岩层产状和厚度不变时，露头宽度取

4、决于地形、坡度和坡向。分顺向坡与逆向坡， 用V字形法则判断。-定地貌条件下，倾斜岩层的分布规律：(1) 倾斜岩层在平面上呈条带状分布。(2) 在没有发生倒转时，岩层的排列顺序为沿倾向方向逐渐变新。(3) 倾斜岩层在地质图上的宽度(露头宽度)取决于产状、地形和岩层厚度。(4) 岩层的出露形态受岩层的产状和地形的影响。V字型法则：(1) 水平岩层出露形态真实地反映了等高线的弯曲特特征，地质界线随等高线的弯曲而 弯曲。(2) 直立岩层出露形态不受地形的影响，呈直立型。(3) 逆向坡，同向弯曲，地质界线的曲率(或弯曲度)小于地形等高曲率，呈钝“V”字 型(4) 顺向坡：a、倾角大于坡角时，地址界线与等

5、高线的弯曲方向相反，简称反向弯曲B、倾角小于坡角时，地质界线与等高线弯曲方向相同，即同向弯曲，且地质界线的曲率(弯曲度)大于等高线的曲率。岩层厚度：岩层上下层面的垂直距离。整合接触：连续沉积，没有沉积中断， 古生物等方面连续， 上下地层之间的这种接触关系称 为整合接触。不整合接触：由于地层的上升所导致的不连续沉降，上下地层之间的这种接触关系称为不整合接触。不整合接触：A、平行不整合(假整合)：上下地层的产状基本一致，但两者之间缺失一些时 代的、地层的接触关系。沉积间断，上下两套地层产状基本一致。B、角度不整合：上下地层之间不仅缺失部分地层，而且上下地层的产状也不相同。不整合 面与下伏岩层层面所

6、构成的锐角叫做不整合角。面向：成岩岩层顶面法线所指的方向，即成层岩系中岩层由老变新的方向。利用沉积岩的原生构造确定岩层的面向：一、变异层理标志(1) 交错层理(斜层理)：两种交错层理的斜纹层均呈弧形，斜纹层的顶部被截切， 与层系面呈高角度相交，下部常逐渐收敛，变缓，与底面小角度相交或相切。(2) 递变层理(粒级层理)：多数特点为下粗上细， 少数情况下出现反向递变层理，即 上粗下细。(3)二、层面原生构造标志(1) 波痕：波峰指向岩层顶面，波谷的圆弧则凹向底面。有一类在剖面上表现为不 对称波形曲线的波痕，由于形态特征在原型与印模中相似，故不能用来鉴别岩 层顶、底面。(2) 泥裂(干裂)：契形裂缝

7、和尖脊状印模的尖端均指向岩层底面。(3) 雨痕和冰雹痕：岩层顶面留下凹坑，而上覆岩层底面形成瘤状突起的印模。(4) 冲刷面：据冲刷面和上覆岩层的碎屑，可判别岩层的相对层序。(5) 底面印模：三、生物标志根据某些化石在岩层内的埋藏保存状态，也可以鉴定岩层的顶、底面。第二章压力：两个力作用在同一条直线上，大小相等，方向相反，当它们使受力物体发生沿作用力方向的缩短位移或变形时称为压力，反之则为张力。剪切力（扭力）：两个大小相等，方向相反的力，没有作用在同一条直线上（使物体具有旋 转趋势的力）。习惯上，压力为正，张力为负，逆时针剪切力为正，顺时针为负。Pa。当该正应力的方向为应力：作用在单位面积上的内

8、力，矢量。表征内力的强度。单位为主应力：作用面为主平面，主平面上的正应力（垂直于主平面的力） 离开作用面时，该正应力为张应力。物体所处的这种力学状应力状态：物体受力后，内部各个截面上将产生有规律分布的应力， 态就叫应力状态。一点的应力情况可以用六个应力分量来表示，也可以用用三个主应力来表示。1、三个主应力为：1、最大主应力2、中间主应力3、最小主应力不会改当1=2=3时为特殊情况，称为均压，也叫静水压力状态。此时只引起物体体积变化， 变其形状。应力差：最大和最小主应力之差。应力差可以引起物体形态的改变。变形：物体受到力的作用后，其内部各点间的相对位置发生改变。线变形（正变形）：伸长或缩短（单纯

9、的拉伸和压缩）剪变形（角变形）：表现为内部任意截面都旋转了一个角度应变：表示物体受力变形的程度，分为线应变和剪应变两种。线应变：物体受力发生线变形以后，所增加或缩短的长度与变形前原长度的比值。S为变形后与变形前的长度比，S=1线应变入=（1-线应变）A2横向与纵向都满足以上公式，且横向应变量与纵向应变量的比值的绝对值为泊松比。每种岩石都有自己的泊松比，一般不超过0.5,岩石的这种性质称为泊松效应。剪应变（角应变）：指物体在剪应力或扭应力作用下，内部原来相互垂直的两条微小线段所 夹直角的改变量。它是用物体变形时旋转角度的正切值来度量的。aaTany =两当角度极小时，且 aa'近似于a&

10、#39;d时，可以用角度的弧度来度量。应变椭球体：在变形前的连续介质中任意划定一个圆球体，当介质发生均匀变形时，圆球体变为了椭球体，这种椭球体就叫做应变椭球体。应变椭球体有3个相互成直角的对称面，这些面交于椭球体的三个主直径，这些主直径的方向叫应变主方向。岩石的变形方式：基本变形方式：拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转。均匀变形和非均匀变形：(1) 均匀变形：岩石的各个部分和变形性质、方向和大小都相同的变形。拉伸、压缩和剪切。(2) 非均匀变形：岩石各点变形的方向、大小和性质是变化的。弯曲、扭转。岩石的变形阶段：一、弹性变形：岩石在受外力作用发生变形，当外力消失后，又完全恢复到变形前的态度， 这种变

11、形称为弹性变形。在应变曲线图中，有一点为弹性极限。二、 塑性变形：当外力继续增加，变形继续增强。当应力超过岩石的弹性极限时，此时如将外力去掉，变形后的岩石不能完全恢复到原来的形状，这种变形称为塑性变形。即发生了剩余变形或永久变形。在达到弹性极限后还有一个屈服点，对应此点的应力值称为屈服极限。岩石的弹性变形阶段增长了，塑性变形阶段缩短了， 这种现象叫做岩石的变形硬化。岩石在塑性变形阶段，其内部质点发生位移，在新的位置上达到了新的平衡。平移滑动：矿物颗粒内部滑动面两侧的质点沿着滑动面发生整体相对平移滑动。双晶滑动：矿物颗粒内部，滑动面两侧的质点沿着滑动面发生滑动后呈镜像对称关系。三、断裂变形(脆性

12、变形)：当作用的外力超过岩石的强度极限时，岩石内部质点间的结合 力就会遭到破坏面，使岩石失去连续完整性。岩石的断裂方式：(一) 岩石的强度岩石在外力作用喜爱抵抗破坏的能力称为强度。(二) 张裂和剪裂：张裂和剪裂是岩石破裂的两种形式。(1) 张裂的产生取决于张应力的大小。当张应力达到或超过岩石抗张强度时，断裂便沿着垂直拉伸方向，即最小主应力轴的方向上。(2) 剪裂的产生取决于剪应力的大小。当剪应力达到或超过岩石抗剪强度时，就沿着与最大主应力、最小主应力均斜交的面上发生剪切破裂。影响岩石力学性质和岩石变形的因素(1) 岩石的成份、结构和构造。(2) 围压：周围岩体对它施加的压力。(3) 温度(4)

13、 溶液(5) 空隙压力：岩石空隙内流体的压力。(6) 时间：a、施力速度。b、重复受力。G蠕变与松弛：蠕变：岩石在受力变形过程中，若保持应力不变，应变则随时间的增长而逐渐加大。松弛：若保持变形不变，而应力随时间的增长而逐渐减小。应力场：受力岩体中的每一点都存在着一个与该点对应的瞬时应力状态，这一系列 瞬时的点应力状态组成的空间称为应力场。构造应力场：地壳内某一瞬时一定范围内的应力状态。分为两种古构造应力场与现 今应力场。古构造应力场的研究：一、利用褶皱和断层进行测定。二、利用共轴剪节理进行测定。三、利用构造缝合线进行测定。现今构造应力的测量方法：一、震源机制二、压裂三、应力解除法四、地形变测量

14、第五章褶皱：层状岩石在各种应力作用下所形成的一系列连续的波状弯曲现象。褶皱的基本类型：背斜：岩层向上弯曲，中间老，两侧新的褶皱构造向斜：岩层向下弯曲，中间新，两侧老的褶皱构造若地层时代的新老关系不清，则分别称为背形和向形。褶皱的基本要素：核部：褶皱中心部位的岩层。翼部：褶皱核部两侧的地层，正交剖面上，两翼间的内将爱叫为翼间角。转折端：一翼向另一翼过渡的弯曲部分。枢纽：同一褶皱面上最大弯曲点的连线。轴面：在一个褶皱内各相邻褶皱层面上的枢纽构成的假想几何面为轴面。轴迹：轴面与包括地面在内的任何平面的交线称为轴迹。顶和槽：背斜和向斜的各褶皱面在横剖面上的最高点和最低点分别为顶和槽。在同一褶皱面 上连

15、接顶和槽的线分别为顶线和槽线。褶皱的产状分类：1、根据轴面产状和两翼产状的褶皱分类A、直立褶皱：B、斜歪褶皱C、倒转褶皱D、平卧褶皱E、翻卷褶皱2、里卡德分类：直立水平褶皱：直立倾伏褶皱倾竖褶皱（竖直褶皱）斜歪水平褶皱平卧褶皱斜歪倾伏褶皱斜卧褶皱 褶皱的形态分类：1、根据翼间角大小的褶皱分类平缓褶皱：120-180开阔褶皱：70-120中常褶皱：30-70紧闭褶皱：5-30等斜褶皱：0-5根据对称性的褶皱分类对称褶皱、不对称褶皱 根据转折端形态的褶皱分类：圆弧褶皱，尖棱褶皱、箱形和屉形褶皱、扇形褶皱、挠曲和构造饥阶地根据形态关系的褶皱分类协调褶皱（调和褶皱）、不协调褶皱线状褶皱：长宽比大于 长

16、轴褶皱：长宽比介于 短轴褶皱：长宽比介于 穹窿构造：长宽比小于 构造盆地：长宽比小于褶皱的平面形态分类10: 110: 1 到 5: 15: 1到3: 1,包括短轴背斜和短轴向斜3: 1的背斜构造3: 1的向斜构造，褶皱层面从四周向中心倾斜褶皱的组合类型一、褶皱在剖面上的组合形态1、复式褶皱：被一系列次级褶皱复杂化了的巨型背斜（复背斜）和向斜（复向斜）构 造。统称为复式褶皱。2、隔档式和隔槽式褶皱隔档式褶皱：一系列平行的紧闭背斜和开阔向斜相间排列而成的褶皱构造。隔槽式褶皱：一系列平行的紧闭向斜和平缓开阔背斜相间排列而成的构造。二、褶皱在平面上的组合形态1、雁行状的褶皱：一系列背斜、向斜之轴错开

17、成斜列展布的褶皱构造。2、 S形和反S形褶皱：一系列短轴和长轴背斜组成为S形状或反S形状的褶皱带。褶皱的形成机制一、纵弯褶皱作用纵弯褶皱作用：岩层受顺层挤压应力作用而形成褶皱的过程。1、弯滑作用弯滑作用：多个岩层在纵弯褶皱作用过程中，上、下坚硬岩层之间的层剪滑动。 弯滑作用的主要特点：(1) 各单层有各自的中和面，而整套褶皱岩层没有统一的中和面。(2) 相邻岩层的层间滑动方向为各相邻上层相对向背斜转折端滑动，各相邻下层相 对向向斜转折端滑动。(3) 坚硬岩层之间的塑性层， 在弯滑作用下(坚硬层的相对滑动)，常形成不对称的 层间小褶皱。2、弯流作用弯流作用：岩层内部物质流动而形成褶皱的作用。弯流

18、作用的主要特征：(1) 大都发生在脆性厚岩层之间的塑性层内(如泥灰岩、盐层、煤层、黏土岩层等)(2) 层内物质流动方向一般是从两翼流向转折端，形成顶厚褶皱或相似褶皱(横弯 褶皱作用时相反)。(3) 当软硬互层的岩层受到顺层挤压时，硬岩层仍形成平行等厚褶皱。、横弯褶皱作用横弯作用：岩层因受到与层面垂直方向上的挤压而形成褶皱的作用。横弯褶皱作用也会引起弯滑作用和弯流作用，但是，它们与纵弯褶皱作用有明显的不同，其特点如下：(1) 横弯褶皱作用的岩层整体处于拉伸状态，故不存在中和面。(2) 横弯褶皱作用所形成的褶皱一般为顶薄褶皱，尤其是由于岩浆入侵或高韧性岩 体上拱造成的穹窿更明显。(3) 横弯褶皱作

19、用引起的弯流作用会使岩层物质从背斜顶部向两翼流动(易形成顶 薄褶皱)，韧性岩层在翼部由于重力作用和层间差异流动可能会形成轴面向外倾 歪的层间小褶皱。(4) 横弯褶皱作用一般形成单个褶皱，尤其以穹窿或短轴背斜最为常见，很少形成 连续的波状弯曲。三、剪切褶皱作用剪切褶皱作用(滑褶皱作用)：岩层沿着一系列不平行于层面(一般呈大角度)的密集 剪裂面或劈理面发生有规律的差异滑动而形成褶皱的作用。其特点：(1) 剪切褶皱作用形成的褶皱并非岩层的真正弯曲变形，而是岩层沿密集破裂面发 生的有规律的差异滑动造成的锯齿状弯曲外貌。(2) 剪切褶皱(滑褶皱)的典型形式是相似褶皱，也就是在横剖面上平行于轴面(也 是滑

20、动面)方向所量得的视厚度，在褶皱的各部位基本相等，但是真厚度为顶部大，两翼小。(3) 在剪切褶皱作用中，岩层面不起任何控制作用，滑动也不限于层内，而是穿过 层的。(4) 剪切褶皱作用多产生在变质岩地区，在变质岩中普遍发育的劈理或片理面常作 为差异滑动面。四、柔流褶皱作用柔流褶皱作用：高塑性岩石(如岩盐、石膏、黏土)或处于高塑性状态的岩石，受应力 的作用而发生塑性流动并形成褶皱的作用。除上述四种褶皱形成机制外，还有一种兼具弯滑褶皱作用于剪切褶皱作用两种机制的特 殊褶皱作用一一膝折作用。膝折作用：包括转折端的不平行于层面的剪切滑动和两翼的层间滑动。第六章，节理节理(裂缝或裂隙)：它们是岩石受力发生

21、破裂，两侧的岩石沿破裂面没有发生明显位 移的一种断裂构造。节理的分类：一、原生节理和次生节理原生节理是在成岩过程中形成的，而次生节理则是在岩石形成以后由于构造作用或 其他因素的影响形成的。原生节理：1、沉积岩的原生节理2、喷出岩的原生节理3、侵入岩的原生节理次生节理：次生节理的形成可由构造运动引起， 也可由非构造运动的其他因素引起， 由构造运动形成的节理，成为构造节理(内生节理) 。由非构造运动的其他外力作 用形成的节理，称为非构造节理(外生节理) 。三、构造节理的分类：一，几何分类(1) 根据节理与所在岩层产状要素的关系走向节理，倾向节理，斜向节理，顺层节理(2) 根据节理走向与区域构造线或

22、局部构造线的关系纵节理、横节理、斜节理二，力学成因分类剪节理：由剪裂面进一步发展而成，一般是两组同时出现，相交成X型张节理：由于在某一个方向的张应力超过岩石的抗张强度，因而在垂直于张应力方向上产生脆性破裂面。节理的特征：剪节理的主要特征：(1) 剪节理产状较稳定。(2) 节理面平直光滑。(3) 剪裂面上常有扭动时留下的擦痕、摩擦镜面。(4) 剪节理一般发育较密，即相邻两节理之间的距离较小，常密集成带。(5) 剪节理常呈羽列现象。(6) 剪节理两壁之间的距离较小，常呈闭合状。(7) 剪节理的尾端变化有三种形式：折尾、菱形结环和节理叉。（8）剪节理的发育具有等距离的特点，即相同级别的剪节理常有大致

23、等距离的发育分布 规律。张节理的主要特征：（1）张节理产状不稳定，而且往往延伸不远即行消失。（2）张节理面粗糙不平，发育在砾岩中的张节理往往绕过砾石通过。（3）垂直张节理面方向上往往有轻微的开裂，但节理面上一般无擦痕。（4） 张节理一般发育比较稀疏，节理间距较大，而且即使局部地区发育较多，也是稀疏 不均，很少密集成带。（5）张节理常呈开口状或楔形，节理两壁之间的距离较大，常被后期地质作用的物质填 充，形成各种脉体。（6）张节理的尾端变化形式有两种：树枝状分叉和杏仁状结环。节理的组合节理组：由同一时期，相同应力作用下，产生的方向相互平行或大致平行、力学性质相同的节理组合成为一个节理组。节理系：由

24、同一时期、相同应力作用下，产生的两组或两组以上的节理组合形成的一个节理 系。共轴剪节理：同一时期的剪应力作用所产生的两组节理，相交成“X”型，故称为”X”状节理系或交叉型节理系。构造节理的分布规律一、与纵弯褶皱作用有关的节理（一）平面共轴剪节理系。（二）剖面共轴剪切节理系（三）横张节理（四）纵张节理（五）层间剪节理二、与横弯褶皱作用有关的节理三、节理与断层的关系节理与断层同属断裂变形，断层往往是节理发育的继续，反过来，断层又促进了新节理 的形成。四、节理发育的影响因素（一）成分不同的岩石，其力学性质有很大的差别。（二）岩石的结构是影响岩石力学性质的另一个因素（三）岩层厚度是控制节理发育程度的一

25、个重要因素（四）地下的岩层受围压影响，层与层之间普遍存在摩擦力， 因此是一个同一的应变系统。节理的分期与配套（一）分期节理的分期就是区分不同时期形成的节理的先后关系。（1） 切错断开：后期形成的节理通常切断前期形成的节理，如后期节理属剪节理，则 被切断的前期节理往往还表现出少量位移的相对错开现象。（2）限制中止：一组节理被限制在另一组节理的一侧而中止的现象则说明前者形成较晚。(3) 相互切断错开：相交时均不中止，而是相互切断并彼此错开，或者在另一处甲 组被乙组错开，而在另一处乙组被甲组错开，这种节理属于一对共轴剪节理。(二) 配套同一构造发展阶段中，同一区域的构造应力可以形成许多种构造，包括褶

26、皱和断层，也包括由主要构造诱导出的局部应力作用产生的派生构造，将它们按照一定的方式有规律地组合在一起。(1) 由于同期形成的两组共轴剪节理具有统一的扭动方式组合，并常留下擦痕和其他标o(2) 利用剪节理的尾端变化确定其共轴关系，两组剪节理的折尾和菱形结环所交之锐角 等分线一般情况下为 61的方位。(3) 利用两组剪节理相互切错的对应关系确定其共轴关系。第七章断层断层：岩层或岩体顺破裂面发生明显位移的断裂构造。断层的几何要素：一、断层面：断层的断裂滑动面，其空间方位和形态可以用走向、倾向、倾角加以描述。断层线：断层面与地表或地下某层面的交线。二、断盘：断层两侧的岩层或岩体，断层上侧一端为上盘，下

27、侧为下盘。三、 断层位移：断层两侧岩层或岩体的相对滑动。确定断层位移距离需要确定相当点与相当层。相当点：未断前的一个点在断层位移以后出现在两盘上的两个点。相当层：出现在断层西盘的同一地层两个相当点之间的距离是断层的真位移，也叫总滑距。断层的分类和组合类型：一、断层的分类：(1) 按断层与有关构造的几何关系分类A. 根据断层产状和所在岩层产状的关系，分为走向断层，倾向断层，斜向断 层和顺层断层。B. 根据断层正向与褶皱轴向的关系，可将断层分为纵向断层，横断层和斜断 层。(2) 按断层与两盘相对运动方向分类正断层：上盘相对下盘向下滑动的断层。逆断层：上盘相对下盘向上滑动的断层推覆构造(推覆体或推掩

28、构造)：推移距离在10Km以上，倾角极其平 缓的巨大逆掩断层。构造窗、飞来峰平移断层：两盘顺断层面走向相对移动的断层。若左盘向观察者移动，这是左行平移断层，若是右盘同理为右行平移断层。二、断层的组合类型：(一) 平面组合类型：平行断层，雁列式断层，帚状断层，环状断层和放射状断层（隆拱作用引起平面引张的结果），斜交式断层。环状断层：由若干条弧形或半弧形断层围绕一个中心呈同心圆状排列。放射状断层：若干条断层自一个中心呈辐射状排列而成。斜交断层：一条断层不垂直相交并终止于另一条断层之上。（二）剖面组合类型阶梯状断层、地堑与地垒、Y字形断层、叠瓦状断层。地堑：由走向大致平行、倾向相反、性质相同的两条（或数条）正断层组成， 它们中间共用一个下降盘。地垒：冈好相反，它们中间共用一个上升盘。Y字形断层：有主断层和与其对应的上盘低级别断层组合而成，在剖面上呈Y